(57)【要約】【課題】  エタノールまたは水からなる溶剤に溶解または懸濁させた水溶性高分子またはエタノール可溶性高分子を含有する組成物を剥離シート上に塗工したシート状のものを高効率で均一に加熱し、アルコール分を急速に除去できるマイクロ波によるシート状の組成物乾燥装置を提供する。【解決手段】  シート状の組成物乾燥装置における基本的な部分は、シート状の組成物Ｗの幅方向にほぼ均一できわめて強い電界を励起する空胴共振器１である。乾燥すべきシート状の組成物Ｗは、開口４ａ，５ａを介して空胴共振器１内を通過する際に、空胴内に発生している電界の作用を受けて加熱され、溶剤として使用されている溶媒が急速に蒸発する結果、高効率の乾燥が行われる。空胴共振器１によってシートの幅方向に均一で強い電界が得られ、この電界がシート状の組成物中の溶媒を選択加熱する結果、効率の良い均一乾燥が得られ、併せて、省スペース、省エネルギーが図れる。【選択図】  図１
2005265271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エタノールまたは／および水からなる溶剤に溶解または／および懸濁させた水溶性高分子または／およびエタノール可溶性高分子を含有するシート状の組成物を加熱乾燥するための装置であって、
マイクロ波導波管を介して内部に導入されるマイクロ波によりＴＭ１１０モードを励起する直方体形状の空胴共振器の対向側壁に開口を設け、この開口を介して前記シート状の組成物を空胴共振器内に通し、加熱乾燥させることを特徴とするマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【請求項２】
前記シート状の組成物を内部に通過させて加熱乾燥させるための複数の加熱炉が第１群と第２群に機能区分して並設され、各群の加熱炉は単一または複数の前記空胴共振器で構成され、第１群の空胴共振器は、前記シート状の組成物が内部を通過中に、乾燥に必要な所定の処理温度まで昇温されるよう出力制御され、第２群空胴共振器は、前記所定の処理温度を維持するように出力制御されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【請求項３】
前記シート状の組成物を内部に通過させて加熱乾燥させるための複数の加熱炉が第１群と第２群に機能区分して並設され、第１群の加熱炉は単一または複数の前記空胴共振器で構成され、前記第２群の加熱炉は、熱風、遠赤外等のマイクロ波以外の加熱手段による炉であり、第１群の空胴共振器は、前記シート状の組成物が内部を通過中に、乾燥に必要な所定の処理温度まで昇温されるよう出力制御され、第２群加熱炉は、前記所定の処理温度を維持するように出力制御されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【請求項４】
前記空胴共振器の側壁には、加熱により前記シート状の組成物から出る溶媒蒸気を外部へ排出するためのスロットが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【請求項５】
前記空胴共振器の側壁に設けたカプラーにより、空胴共振器内に発生する電磁界の大きさを把握し、この信号によって前記電磁界がほぼ最大となるように前記空胴共振器の共振周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【請求項６】
シート状の組成物の温度を非接触で計測する温度計が設けられ、マイクロ波発振器の出力が前記温度計の出力により制御されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【請求項７】
前記空胴共振器が、直交軸ｘ，ｙ，ｚの各軸方向に相対向する６つの側壁を有し、前記開口が、ｘ軸方向の対向側壁におけるｙ方向の中心からずれた位置においてｚ方向に伸びるスロット状の開口であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エタノールまたは／および水からなる溶剤に溶解または／および懸濁させた水溶性高分子または／およびエタノール可溶性高分子を含有するシート状の組成物をマイクロ波を利用して乾燥する装置に係り、特に、その均一で効率的な加熱乾燥に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波は、被加熱物の温度を内部から急速に高めることができるという特徴があって、家庭用電子レンジのほか、工業用加熱装置の分野で広く利用されている。この理由は、マイクロ波電力が、被加熱物そのものに吸収され、直接、被加熱物の温度を高めることができることに基づいている。
食品、医薬部外品、医薬品、化粧品等のフィルム状あるいはシート状のものを乾燥するマイクロ波による乾燥装置は、従来から種々提案されている。なお、本明細書においては、フィルム状やシート状等の薄いものを総称して「シート状」という用語を使用している。
しかしながら、被加熱物の形状がシート状になると、厚さが薄くなる結果、昇温にあずかる体積部分が減り、表面積の体積に対する比が大きくなることから、表面からの放熱割合が大きくなって、発熱の効率が悪くなるという問題が出てくる。また、昇温がマイクロ波の電界の２乗に比例することから、従来のマイクロ波加熱炉に通常的に存在する非均一な電界分布に対応して昇温の均一性が悪いという問題がある。したがって、シート状被加熱物に対し加熱効率を上げると共に均一性を高める手段の開発が強く望まれていた。
樹脂シート等の剥離シートの表面に溶剤に溶解または／および懸濁させた水溶性高分子または／およびエタノール可溶性高分子を含有する組成物を塗工してなるシート状の組成物の乾燥には、従来、温風、赤外線等の、外部から昇温する方式(以下従来加熱方式という)が使われてきた。この従来加熱方式によると、組成物層の表面から温度が上がり、結果として、表面が先に乾燥し、乾燥に伴って内部から発生する蒸気が逃げにくくなるという不都合が生じる。特に比較的、組成物層が厚い場合においてこの問題が顕著であり、これを抑えるためにゆっくり加熱する必要が生じ、乾燥の非均一性、加熱乾燥時間の長時間化の問題が生じていた。
このため、マイクロ波による内部からの加熱で、均一、かつ高効率のシート乾燥が強く求められていた。
マイクロ波によってシート状被加熱物を加熱する試みとしてはセラミックグリーンシートにマイクロ波を照射して乾燥させる技術が特許文献１に記載されている。この方式では、マイクロ波に関しては電子レンジのようなオーブン方式となっており加熱の均一性が十分ではない。そこで、同一の加熱ゾーンに熱風を併用して均熱化を図っている。
特許文献２に示された方法は導波管を何度も折り曲げて蛇行させることによりシート透過部を広げ、このスペースで被加熱物の加熱を図る案であるが、加熱にあずかる電界をそれほど大きくできないので、十分な加熱が得られない。
特許文献３に示されたものはリング共振器を用いて、電磁波の一部を周回させるとともに、この周回部に上記折れ曲がり線路を用いるもので、電界が強まるので、その分、より強い加熱が期待できるが、リング共振器でマイクロ波電力のかなりの部分をダミーに棄てる必要が出て、全体として、効率の良い加熱が得られない。
マイクロ波によって強い加熱を得るには、電界を強くする必要があり、この目的で空胴共振器を使う例が、特許文献４で提案されている。この発明では、一対の共振器を用い、それぞれ、シートの幅方向に正弦波状および余弦波状に変化する電界を発生させて、加熱が電界の２乗に比例することから、sin2x＋cos2x=1の関係によって均一加熱を得ようとするものであるが、システム構成が複雑になり、同時に制御も難しくなるという問題を内在している。
加熱乾燥するには、乾燥が安全に行われる範囲のなるべく高い温度に昇温し、その温度を維持して乾燥速度をあげる方法が最も高速かつ高効率の乾燥システムになる。
特許文献５では、マイクロ波ではなく数10MHzの高周波で予熱し、その後、熱風を使って印刷インキを乾燥させるシステムであるが、高周波はあくまでインキの流れを抑える目的の予備加熱に使用されているに過ぎず、本格的乾燥は続く熱風炉にゆだねている。すなわち、この発明では、本発明で説明する、高速昇温と温度維持の２群構成とする炉の概念は全く含んでいない。
【特許文献１】特開平７−２９４１２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１１２３８７号公報
【特許文献３】特開平７−１９５６８３号公報
【特許文献４】特開平９−２９０４９９号公報
【特許文献５】特開２００１−３４１２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は上記のようなマイクロ波加熱における問題点と、その他の従来加熱方式における問題点を解決し、均一で高効率の加熱ができ、併せて、比較的小さいスペースで十分な処理量が得られるマイクロ波による水溶性高分子又はエタノール可溶性高分子を含有するシート状組成物の乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、エタノールを含有する溶剤に溶解または／および懸濁させた水溶性高分子または／およびエタノール可溶性高分子を含有するシート状の組成物を高効率で均一に加熱し、アルコール分を急速に除去できるマイクロ波によるシート状組成物の乾燥装置を提供する。
すなわち、本発明の請求項１に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、エタノールを含有する溶剤に溶解または／および懸濁させて塗工した水溶性高分子または／およびエタノール可溶性高分子を含有するシート状の組成物を加熱乾燥するための装置であって、マイクロ波導波管を介して内部に導入されるマイクロ波によりＴＭ１１０モードを励起する直方体形状の空胴共振器の対向側壁に開口を設け、この開口を介して前記シート状の組成物を空胴共振器内に通し、加熱乾燥させることを特徴とする。
これにより、乾燥すべきシート状の組成物は、当該シート状の組成物の幅方向にほぼ均一できわめて強い電界を励起する空胴共振器を通過する際に、空胴内に発生している電界の作用を受けて加熱され、使用されているエタノールや水等の溶剤が内部から急速に蒸発する結果、高効率の乾燥が行われる。
上記水溶性高分子又はエタノール可溶性高分子とは、可食性のものが好ましく使用でき、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、プルラン、アルギン酸プロピレングリコールエステル、澱粉、アラビアガム、カラギナン、カラヤガム、キサンタンガム、グァーガム、ジェランガム、トラガントガム、カロブビーンガム、タラガム、ファーセレラン、ペクチン、ローカストビーンガム、サイリウムシードガム、タマリンドシードガム等が挙げられる。
また、本発明の請求項２に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、上記した請求項１において、前記シート状の組成物を内部に通過させて加熱乾燥させるための複数の加熱炉が第１群と第２群に機能区分して並設され、各群の加熱炉は単一または複数の前記空胴共振器で構成され、第１群の空胴共振器は、前記シート状の組成物が内部を通過中に、乾燥に必要な所定の処理温度まで昇温されるよう出力制御され、第２群空胴共振器は、前記所定の処理温度を維持するように出力制御されることを特徴とする。
本発明の請求項３に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、上記した請求項１において、前記シート状の組成物を内部に通過させて加熱乾燥させるための複数の加熱炉が第１群と第２群に機能区分して並設され、第１群の加熱炉は単一または複数の前記空胴共振器で構成され、前記第２群の加熱炉は、熱風、遠赤外等のマイクロ波以外の加熱手段による炉であり、第１群の空胴共振器は、前記シート状の組成物が内部を通過中に、乾燥に必要な所定の処理温度まで昇温されるよう出力制御され、第２群の加熱炉は、前記所定の処理温度を維持するように出力制御されることを特徴とする。
本発明の請求項４に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、上記した請求項１において、前記空胴共振器の側壁には、加熱により前記シート状の組成物から出る溶媒蒸気を外部へ排出するためのスロットが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置。
本発明の請求項５に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、上記した請求項１において、前記空胴共振器の側壁に設けたカプラーにより、空胴共振器内に発生する電磁界の大きさを把握し、この信号によって前記電磁界がほぼ最大となるように前記空胴共振器の共振周波数を制御することを特徴とする。
本発明の請求項６に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、上記した請求項１において、シート状の組成物の温度を非接触で計測する温度計が設けられ、マイクロ波発振器の出力が前記温度計の出力により制御されることを特徴とする。
本発明の請求項７に係るマイクロ波によるシート状の組成物の乾燥装置は、上記した請求項１において、前記空胴共振器が、直交軸ｘ，ｙ，ｚの各軸方向に相対向する６つの側壁を有し、前記開口が、ｘ軸方向の対向側壁におけるｙ方向の中心からずれた位置においてｚ方向に伸びるスロット状の開口であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明においては、空胴共振器によってシートの幅方向に均一で強い電界が得られ、この電界がシート状の組成物内部のエタノールや水等の溶剤を選択加熱する結果、効率の良い均一乾燥が得られ、併せて、省スペース、省エネルギーが図れるという効果がある。
特に、請求項２の発明にあっては、第１群の空胴共振器の内部を通過中に、シート状の組成物を乾燥に必要な所定の処理温度まで急速に昇温させ、第２群の空胴共振器では、組成物の所定の処理温度を維持し、全体として短時間で加熱処理を完了することができる。
請求項３の発明にあっては、第１群で急速に所定の処理温度まで昇温した後、熱風、遠赤外等のマイクロ波以外の加熱手段による第２の加熱炉で処理温度を維持する構成であるから、現用中の加熱炉に対し単に第１群の加熱炉を新しく付加するだけで高速昇温と温度維持の目的を達成することができ、その結果、より高い生産性を達成することができる。
請求項４の発明にあっては、加熱により前記シート状の組成物から出る溶媒蒸気がスロットから空胴共振器の外部へ排出されるため、蒸発の促進と、防爆の効果が期待できる。
請求項５の発明にあっては、カプラーにより、空胴共振器内に発生する電磁界の大きさを把握し、この信号によって電磁界がほぼ最大となるように空胴共振器の共振周波数を微調整することで、組成物の性質に応じた最適な加熱条件を容易に設定できる。
請求項６の発明にあっては、空胴共振器内のシート状の組成物の温度を非接触で計測することにより、マイクロ波発振器の出力を温度に応じて変化させ、効率的な加熱処理を行うことができる。
請求項７の発明にあっては、共振のＱ値が極端に小さくならず、適切な値に留まる結果、ＴＭ１１０モードとその高次のモードであるＴＭ１１２モードの十分な分離が行われ、ＴＭ１１２モードのような高次モードが励起されるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は空胴共振器とシート状の組成物の関係を示す構成図である。ほぼ直方体状の形状を持つ金属製の空胴は空胴共振器１を構成する。空胴共振器１は、６つの側壁２，３，４，５，６，７を有する。空胴共振器１には、マイクロ波電源９につながる導波管８が結合され、図示しないアイソレータ、チューナ、その他の伝送系等を経て空胴内部にマイクロ波が導入される。この空胴共振器１の側壁４に設けられたスロット状開口４ａを介して、シート状の組成物Ｗが空胴共振器１をｘ方向に横断するように移送される。
このシート状の組成物Ｗは、エタノールまたは水若しくはエタノールと水の混合物からなる溶剤に、溶解または／および懸濁させた水溶性高分子または／およびエタノール可溶性高分子を含有する組成物であり、樹脂シート等の剥離シートＳの表面に塗工される。組成物Ｗ自体は、ペースト状の粘性体であり、溶媒はエタノール１００重量％、水１００重量％、またはエタノールと水の混合物からなるものが使用される。
水溶性又はエタノール可溶性高分子としては、可食性のものが好ましく使用でき、 ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルエチルセルロース（ＨＰＥＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ・Ｎａ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、カルボキシビニルポリマー（ＣＶＰ）、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、プルラン、アルギン酸プロピレングリコールエステル、澱粉、アラビアガム、カラギナン、カラヤガム、キサンタンガム、グァーガム、ジェランガム、トラガントガム、カロブビーンガム、タラガム、ファーセレラン、ペクチン、ローカストビーンガム、サイリウムシードガム、タマリンドシードガム等が挙げられる。これらのうちエタノール可溶性のものは、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、カルボキシビニルポリマー（ＣＶＰ）であり、またエチルセルロース以外は清水に溶ける。
また、組成物Ｗには、必要に応じて薬効等を有する生理活性物質、ポリエチレングリコール（マクロゴール）、グリセリン、プロピレングリコール等の可塑剤、矯味剤、矯臭剤、着色剤等の添加物を添加することができる。矯味剤としては、サッカリン、グリチルリチン酸、白糖、果糖、マンニトール等の甘味剤、メントール、ハッカ油等の清涼化剤、クエン酸、酒石酸、フマール等の酸味を与える有機酸化合物等を使用できる。矯臭剤としては、天然または合成の香料を使用することができる。着色剤としては、食用レーキ等の通常製剤に用いられるものを使用できる。これらを処方することにより、可食性の組成物を形成することができる。
また、上記剥離シートＳとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン、セルローストリアセテート、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、トリアセテート、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ）等の樹脂からなるフィルムから適宜選択して使用することができる。特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましく使用できる。
上記シート状の組成物Ｗは、剥離シートＳの表面に３０〜３０００μｍの厚さ、好ましくは３０〜１５００μｍの厚さに常法により塗工され、最終的には１０〜１０００μｍの厚さ、好ましくは１０〜５００μｍの厚さに乾燥されるものである。図１においては、空胴共振器１の上流側（波線で便宜的に示した近傍位置）で塗工が行われているが、この塗工の工程部分の装置は省略され図示されていない。
シート状の組成物Ｗは、移送手段１０によって、空胴共振器１の側壁４に設けられたスロット状開口４ａを通って、空胴共振器１をｘ方向に横断するように移送される。
空胴共振器１は、ほぼ直方体状の形状を持つ中空の金属製の容器であり、ＴＭ１１０モードのマイクロ波電磁界に共振するような寸法になっている。シートの進行方向、シートと直角な方向の高さ、シートの幅方向の長さに対する内側寸法を、それぞれ、ａ、ｂ、ｄで表すと、共振周波数Ｆは次式で与えられる。
２πＦ／ｃ＝｛（Ｍπ／ａ）２＋（Ｎπ／ｂ）２＋（Ｐπ／ｄ）２｝１／２
ここで、πは円周率、ｃは光速でＭ、Ｎ、Ｐは整数である。この整数は、モード次数に対応しており、例えば、ＴＭ１１０モードの場合には、それぞれ１、１、０である。
空胴共振器１内に発生するＴＭ１１０モードの電界は、組成物Ｗが挿入されていないとき、そのシートの幅方向(ｚ方向)に対し完全に均一で、これと直角な方向(ｘ方向、ｙ方向)に対しては正弦半波状に変化する。このモードの電磁界は、空胴外部に設けられたマイクロ波発振器９の発振周波数でこの空胴共振器１を共振させることによって得られる。空胴が共振する周波数は離散的に多数存在する。これらの共振周波数に対応して、それぞれ電磁界分布が異なる共振モードが得られる。ＴＭ１１０はその一つで、均一加熱に対して最も適するモードである。前記特許文献５では、ひとつの空胴にシートの幅方向に正弦波状に変化するモードを励起し、他の空胴に余弦波状に変化するモードを励起してこの一対の波を熱的に合成し均一加熱を得るものであるが、本発明では、このような対になった空胴を用いる必要はなく、構造的にそれだけ単純な構成となっている。空胴内に発生する電界も幅方向に均一で、分布そのものが単純なものである。さらに、シートとシート外との境界条件を満足しなければならないので、特許文献５に示されるような方法でシート外で正弦波と余弦波を発生させても、シート内、すなわち組成物内では意図する分布から外れ、sin2ｘ＋cos2ｘ＝１の関係を満たさないという問題を擁していて、必ずしも均一加熱が達成できない欠点を持っている。
導波管８の結合部２ｂは空胴共振器１の上壁２におけるｚ方向の中心部に設けられているので、空胴中心でｚ方向の電界がゼロとなるような共振モードＴＭ１１１，ＴＭ１１３等を励起しないようになっている。特にＴＭ１１１モードは、通常、上記、所望のＴＭ１１０に対し周波数の差が小さい隣接モードである。このモードは均一加熱を行う上では有害な波となるが、構造上の対象性から発生しないようになっている。したがって、隣接モードはＴＭ１１２で、その分、周波数分離が大きくなっている。
【０００７】
エタノールは水についでマイクロ波の吸収が大きいので、空胴共振器１のｙ方向の中心に組成物Ｗを挿入すると、内部の電界がその影響を受けて大きく変化する。均一であるべき電界分布がそれだけ損なわれる可能性も大きい。また共振器の共振の鋭さを表示するＱ値（Ｑ  factor）が下がるため、隣接モードとの競合が起きる可能性も出てくるので、この影響を下げる必要がある。本発明では、これを軽減し、より均一な電界分布が得られるように、空胴のｙ方向の中心に対して偏った位置に開口４ａが設けられ、ここを組成物Ｗが通るように構成されている。この構成により、共振のＱ値が極端に小さくならず、適切な値に留まるようになっている。この結果、ＴＭ１１０モードとその高次のモードであるＴＭ１１２モードの十分な分離が行われ、ＴＭ１１２モードのような高次モードが励起されることはない。
【０００８】
電界のシミュレーションを詳しく行ってみると、電界のｚ方向分布は、溶媒の影響を受け、ｚ方向の中心部でやや強くなるような傾向を示す。これを解消するため、挿入位置の選択と、空胴の壁の変形、結合孔の工夫などの手段も採用できる。
空胴壁の変形に関しては、例えば、空胴の左右端部に近づくにつれ、空胴の高さをわずかに大きくする方法が有効である。
結合孔に関しては、ＴＭ１１０モードの電流が空胴壁をｚ方向に流れるので、なるべくこれを妨げないようにする必要がある。このため導波管と空胴の結合部２ｂに誘導窓を用いている。調整板２ｃを選択してこの誘導窓の幅を適切に選ぶことによって、ＴＭ１１０モードの壁面電流を必要以上に損なわないようになっている。実験によれば、誘導窓の幅を極端に狭くすると、導波管側から見た整合が悪くなる。幅を広くしていくと、次第に空胴端部の電界が強まる現象が確認できた。すなわち、シートを挿入すると空胴両端の電界が若干弱くなる傾向があるので、これを相殺する働きが生まれている。つまり、誘導窓の幅を、より均一加熱を得る目的に利用できる。
【０００９】
加熱によって発生したアルコール蒸気は、図２に示すように、空胴共振器の側壁２に設けたｚ方向に平行なスロット２ａを介して外部へ排出される。図ではスロットは４本設けられているが、必ずしも４本必要ということではなく、空胴壁のｘ方向の中心部に設けた２本のスロットであってもかまわない。なお、これらのスロットはアルコール蒸気の排出に役立つほか、空胴にＴＥモードが発生することを防ぐ働きを持っている。アルコール蒸気の排出は蒸発を促進するのと、防爆の意味から極めて重要であり、ＴＥモードの抑制は、このモードの共振周波数とＴＭ１１０モードの共振周波数の関係を考慮する必要がなくなるという利点を生んでいる。
空胴共振器の共振周波数は中にシートを挿入したり、シートの乾燥状態が変わったりすると微妙に変化する。マグネトロンを取り替えたりするとマイクロ波発振器が若干変る。また、マグネトロンの周波数は出力レベルや負荷の状況によっても変化する。両周波数を一致させることを同調と呼んでいる。同調が取れていないと空胴共振器に強い電界が発生しない。すなわち、同調は極めて重要な要件である。
本発明では、図５に示すように、空胴共振器１に発生する電磁界の一部を空胴共振器の側壁２に設けたカプラー１１で捉え、この出力がほぼ最大となるように空胴共振器１の共振周波数を調整する。この調整は手動または自動調整で行う。自動調整の場合は、例えば、カプラー１１で捉えた信号をドライバー１２で制御信号に変えて送出し、スライダー１３を稼動させ、空胴の高さを変える方法をとる。
【００１０】
乾燥システムを構成するには、通常、図３に示すように、空胴共振器１を複数並設し、順次組成物Ｗを通過させて乾燥させるようにする。この場合、複数の空胴共振器１は機能的にＡ，Ｂの２群に分けられる。Ａ群は、シート状組成物Ｗを所定の温度まで急速に昇温させる役割を担い、Ｂ群は乾燥温度をほぼ一定に維持する働きを担う。図３ではＡ群が単一の空胴共振器１で示されているが、必要に応じ複数個で構成することができる。組成物Ｗから溶媒が蒸発し終わるにはある程度の時間を要するので、空胴を通過するごとに若干下がった温度を処理温度まで高めて、これを繰り返しながら、ある適切な処理時間が確保できるよう配慮している。図６に示すように、組成物Ｗの温度は空胴共振器内の所要箇所に設けられた非接触の赤外線温度計１４で監視され、その温度信号はドライバー１５を介してマイクロ波発振器９に帰還される。
【００１１】
このような２群構成の効果は図４に示される。図で破線は、マイクロ波を用いない従来加熱方式による温度変化である。一般に、蒸発は温度が高い方が早いが、あまり温度を上げると、突沸現象が起き、乾燥された組成物Ｗにふくらみ等の発泡痕を残すので、処理温度は沸点よりかなり低い温度に維持される。そこで、効率よく乾燥を進めるには、図の実線のような温度分布が望ましい。従来加熱方式では、炉内に入った組成物Ｗの昇温が遅いため、その温度が破線で示したような変化をたどる。空胴共振器を用いる場合は、より速やかに昇温できるので、それだけ、炉の効率が高くなる。なお先に述べたように、従来方式による加熱では表面から乾燥が進むので、処理温度を４０℃程度の多少低めの値に設定する必要があるが、本発明の方式ではその温度より２割程度高い処理温度を選ぶことができる。
【００１２】
Ｂ郡の加熱炉として熱風等を用いる炉(以下熱風炉という)を使用することも可能である。これを以下、ハイブリッド炉と呼ぶことにする。この場合、Ａ群で組成物Ｗ温度が処理温度に上がった状態で組成物ＷがＢ群に導入される。Ｂ群は処理温度を維持するだけである。その結果、熱風炉のみを用いる場合より組成物Ｗの移動速度を早くすることができ、同じ組成物Ｗの移動速度の場合は乾燥設備の全長をより短く設計できる。
【００１３】
なお、ハイブリッド炉では次のような問題がある。まずＡ群で昇温すると昇温によって蒸発が盛んになり、その分放熱が大きくなる。この状態で熱風炉にシートを送出すると、熱風炉は十分の熱を与える力がないため、いったん温度が下がってしまうことがある。その場合、放熱と発熱のバランスで決まる極小値まで温度が下がり、そのあと、発熱が勝って次第に昇温するという経過をたどることになる。したがって、炉の入り口でより多くの熱を与えるような工夫が必要になる。
【００１４】
一般に、熱風乾燥の場合は、加熱に寄与せずに排出されてしまう熱の割合が大きい。当然、上記の他に塗工のベースとなった剥離シートＳや送風系も昇温されるから、熱エネルギーのロスはかなり大きなものになる。これに対して、上記のように、炉の加熱手段にマイクロ波を用いる場合は、溶媒であるエタノールや水がマイクロ波で選択昇温され、上記組成物Ｗはその熱を貰って熱伝導でアルコール部の温度より少し低い温度まで昇温する。昇温するのは組成物Ｗのみであり、エネルギーが組成物Ｗの昇温のみに集中して効率よく使用される。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明はエタノールや水からなる溶剤に溶解または懸濁させた水溶性高分子またはエタノール可溶性高分子を含有するシート状の組成物の乾燥装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】乾燥装置の概略的斜視図である。
【図２】共振空胴の概略的斜視図である。
【図３】乾燥装置の概略的断面図である。
【図４】組成物の温度変化を示すグラフである。
【図５】乾燥装置の共振周波数調整に関する概略的説明図である。
【図６】乾燥装置の温度制御に関する概略的説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  空胴共振器
２  側壁
２ａ  排気用スロット
２ｂ  導波管結合用孔
２ｃ  調整板
３  側壁
４  側壁
４ａ  開口
５  側壁
５ａ  開口
６  側壁
７  側壁
８  導波管
９  マイクロ波電源
１０  遮蔽部材の対向側壁
１１  カプラー
１２  ドライバー
１３  スライダー
１４  温度計
１５  ドライバー
Ｗ  シート状の組成物
Ｓ  剥離シート
【図１】
2005265271.tif 000003
【図２】
2005265271.tif 000004
【図３】
2005265271.tif 000005
【図４】
2005265271.tif 000006
【図５】
2005265271.tif 000007
【図６】
2005265271.tif 000008